[Power Interview] 한국생명공학연구원 권오석 박사‧선임연구원

국내 과학자 중 최초로 미국의 빌 앤드 멀린다 게이츠재단(빌 게이츠재단)으로부터 말라리아 진단기술 연구 지원을 받은 바 있 는 권오석 박사(한국생명공학연구원 선임연구원)가 최근 ‘휴대용 전자코’ 개발에 성공, 생활·의학 분야에서 새로운 발전이 기대되고 있다. 권 박사는 전자코 개발뿐만 아니라 과수콜레라로 불리는‘과수화상병’을 빠르게 발견하고 진단할 수 있는 첨단 나노 센서를 연구ㆍ개발 중이다. 이러한 공로를 인정받아 발명의날 시상식에서 산업부장관상을 수상하기도 했다. 권 박사는 서울대 화학생물공학부에서 박사학위를 받고 미국 MIT공대 화학과, 예일대 환경공학과 박사후연구원을 거친 후 현재 한국생명공학연 구원 감염병연구센터에 재직 중이다. 권 박사로부터 주요 연구 성과와 청색기술의 미래에 대해 들어봤다.

Q. 휴대용 전자코의 개발로 어떤 부분을 기대할 수 있나

A. 휴대용 전자코는 육류의 부패도를 미리 측정함으로 써 식품산업에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다. 지금 까지는 육류의 신선도를 확인하기 위해 주로 관능검사나 생물학적·화학적 검사가 활용되고 있으나, 이 방식은 객관성이 떨어지거나 시간이 오래 걸리는 등 육류의 변질 을 판단하기에는 어려움이 있다. 특히 먹거리의 가치가 훼손되는 문제가 있다.

휴대용 전자코는 육류가 부패하면서 발생하는‘카다베린(시체 썩는 냄새)’을 검출하는 방식이며, 그래핀 트랜지스터와 카다베린 후각 수용체(단백질)가 결합된 반도 체 키트를 이용해 검출된다. 카다베린과 푸트레신에 반응하는 화합물 2종을 새롭게 합성하고, 이를 바이오나노 센서에 적용하여 극미량의 생체아민만으로도 육류의 신선도를 측정할 수 있다.

특히, 유심 교체형으로 전자 코 를 설계하여 센서 교체가 쉽게 소형배터리를 사용하여 휴대성을 높였다. 사용 범위는 생활화학제품용 검출기, 헬스케어(암) 검출기, 헬스케어(감염병) 검출기 등이며, 국내 대기업에 기술이전이 완료돼 내년 중 상품화 될 것으로 보인다.

Q.마약 성범죄를 예방할 수 있는 기술을 개발 중이다. 어떤 원리이고 어떻게 사용되나

A.이와 함께 권 박사는 GHB에 반응하면 색이 변하는 겔(gel)을 개발, 마약 성범죄를 예방할 수 있는 길을 열었다. 권 박사가 개발한 마약센서는 화학물로, 물뽕(GHB)와 만나면 노란색에서 붉은 주황색으로 변함으로써 주류 에 마약이 포함되었는지 확인이 가능하다.

이는 물뽕 분 자 구조와 색변환 화합물의 분자구조 간 수소결합에 의한 것으로, 최근 클럽 등에서 성폭력 마약(물뽕)으로 인해 발생하는 성범죄 예방이 가능할 것으로 기대되고 있다. 실생활에서 핸드폰 표면, 파우치 표면, 손등 등 다양한 물건에 코팅을 통해 활용이 가능하며, 2024년 출시 목적으로 한 중소기업과 개발 중이다.

Q. 농가에 치명적인 과수화상병은 어떤 원리로 예방 가능한가

A. 또한,‘과수화상병’을 신속하게 진단할 수 있는 첨단 나노센서를 연구·개발 중이다. 과수화상병에 걸린 배나무나 사과나무는 특이한 가스를 발생시키는데, 특이 가스를 검출함으로써 과수화상병을 신속하게 진단할 수 있다.

이는 특이 가스와 센서가 서로 특이적 결합을 하는 원리이며, 이로 인해 우리나라 과수화상병 전염을 막을 수 있다. 이는 벌이 더듬이로 냄새를 맡는 수용체를 분석하여 과수화상병을 빠르게 감별하는 방법을 반도체센서로 구현하는 것을 목표로 한다.

Q. 바이오와 청색기술의 연관성은 무엇인가

A.사람, 동물, 곤충에는 특이한 기능을 가지는 단백질 등 바이오 소재가 많이 있는데, 이를 잘 활용한다면 진 단·검사·모니터링 등에 활용될 수 있어 청색기술 기반 신산업을 창출할 수 있을 것이다.

Q.청색기술이 발전하기 위한 조건과 청색기술의 미래는 무엇인가

A.청색기술이 발전하기 위해서는 반드시 법적인 제재가 해제돼야 한다. 생명과학 기반의 청색기술은 개인 정보 및 연구윤리 관련해서 법적 제재가 해결돼야 하고, 원천 기술-산업화를 이어주는 Bridge 기술 개발이 필요하다. 특히 청색기술은 미래에 다가올 재앙이나 기술적 한계 를 극복하는데 반드시 필요한 기술이며, 따라서 청색기술의 꾸준한 발전은 반드시 과학 기술의 한계를 극복하 고 밝은 미래를 위해서 필요하다.

Q. 박사님의 목표는

A. 인류에게 도움이 되는 생명공학 기반의 청색기술 개 발을 자신의 목표라고 말했다. 특히, 바이오 전자코를 개발함으로써, 바이러스 조기 검사기, 향기 나는 TV 등을 개발하여 신산업 창출을 하고 싶다.

Q.한국생명공학연구원에 대해 간략하게 소개한다면

A.한국생명공학연구원은 우리나라의 유일한 바이오 과학 및 공학 출연연구기관으로, 바이오 와 관련된 전 분 야를 아우르고 있다. 특히, COVID19 등 국가적 재 난을 극복하는데 앞장서고, 노화 방지를 통한 인간 수명 연장 등 다양한 바이오 기술을 개발하는 국가 출연연구 기관이다.